物理-鹽城中學(xué)2013-2014學(xué)年高二下學(xué)期期中考試 物理(選修)

鹽城中學(xué)20132014學(xué)年度第二學(xué)期期中考試高二年級物理（選修）試題（2014.04）命題人：孫萬祥 李娟 審題人：周建功試卷說明：本場考試100分鐘，總分150分。一、本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項中只有一個選項正確。1關(guān)于動量，以下說法中正確的是（ ）A速度大的物體動量一定大B物體的動量改變，其動能也一定改變C兩個物體的質(zhì)量相等，速度大小也相等，則它們的動量一定相等D兩個物體的速度相等，那么質(zhì)量大的物體動量一定大【答案】DA、動量等于質(zhì)量與速度的乘積，速度大的物體動量不一定大，故A錯誤；B、速度變化可能僅是方向發(fā)生變化，故動量改變動能不一定改變，故B錯誤；C、動量是矢量，大小相等，方向不一定相同，故C錯誤；D、動量等于質(zhì)量與速度的乘積，速度相同時，質(zhì)量大的物體動量一定大，故D正確。故選D。【考點】動量定理；動量2質(zhì)量為M的原子核，原來處于靜止狀態(tài)，當(dāng)它以速度V放出一個質(zhì)量為m的粒子時，剩余部分的速度為（ ）AmV/(Mm) B-mV/(Mm) CmV/(M+m) D-mV/(Mm)【答案】B原子核放出粒子前后動量守恒，設(shè)剩余部分速度為v，則有：所以解得：，負號表示速度與放出粒子速度相反。故選B。【考點】動量守恒定律3當(dāng)用一束紫外線照射鋅板時，產(chǎn)生了光電效應(yīng)，這時（ ）A鋅板帶負電 B有正離子從鋅板逸出C有電子從鋅板逸出 D鋅板會吸附空氣中的正離子【答案】C發(fā)生光電效應(yīng)時鋅板中有電子逸出，鋅板失去電子帶正電，故C正確。故選C?！究键c】光電效應(yīng)4當(dāng)粒子被重核散射時,如圖所示的運動軌跡哪些是不可能存在的( )【答案】C在粒子的散射現(xiàn)象中絕大多數(shù)的粒子都照直穿過薄金箔，偏轉(zhuǎn)很小，但有少數(shù)粒子發(fā)生角度很大的偏轉(zhuǎn)，個別的粒子偏轉(zhuǎn)角大于90°，極少數(shù)的粒子偏轉(zhuǎn)角大于150°，甚至個別粒子沿原方向彈回原因在粒子的散射現(xiàn)象中粒子所受原子核的作用力是斥力，故越靠近原子核的粒子受到的斥力越大，軌跡的偏轉(zhuǎn)角越大，故ABD可能C不可能。故選C。【考點】粒子散射實驗5一個氫原子從n=3能級躍遷到n=2能級，該氫原子（ ）A放出光子，能量增加 B放出光子，能量減少 C吸收光子，能量增加 D吸收光子，能量減少【答案】B氫原子從高能級向低能級躍遷，釋放光子，能量減少，故B正確故選B。【考點】氫原子的能級公式和躍遷6在軋制鋼板時需要動態(tài)地監(jiān)測鋼板厚度，其檢測裝置由放射源、探測器等構(gòu)成，如圖所示。該裝置中探測器接收到的是（ ） Ax射線 B射線 C射線 D射線【答案】D、三種射線的穿透能力不同，射線不能穿過鋼板，射線只能穿過3 mm厚的鋁板，而射線能穿透鋼板，故D正確。故選D?！究键c】、的性質(zhì)7與原子核內(nèi)部變化有關(guān)的現(xiàn)象是（ ）A電離現(xiàn)象B光電效應(yīng)現(xiàn)象 C天然放射現(xiàn)象 Da 粒子散射現(xiàn)象【答案】CA、電離現(xiàn)象是電子脫離原子核的束縛，不涉及原子核內(nèi)部變化，故A錯誤；B、光電效應(yīng)是原子核外層電子脫離原子核的束縛而逸出，沒有涉及到原子核的變化，故B錯誤；C、天然放射現(xiàn)象是原子核內(nèi)部自發(fā)的放射出粒子或電子的現(xiàn)象，反應(yīng)的過程中核內(nèi)核子數(shù)，質(zhì)子數(shù)，中子數(shù)發(fā)生變化，涉及到原子核內(nèi)部的變化，故C正確；D、粒子散射實驗表明了原子內(nèi)部有一個很小的核，并沒有涉及到核內(nèi)部的變化，故D錯誤。故選C。【考點】天然放射現(xiàn)象8關(guān)于下列四幅圖說法正確的是（ ）A原子中的電子繞原子核高速運轉(zhuǎn)時，運行軌道的半徑是任意的B光電效應(yīng)實驗說明了光具有波動性C電子束通過鋁箔時的衍射圖樣證實了電子具有粒子性D發(fā)現(xiàn)少數(shù)粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，說明原子的質(zhì)量絕大部分集中在很小空間范圍【答案】DA、根據(jù)玻爾理論知道，電子的軌道不是任意的，電子有確定的軌道，且軌道是量子化的，故A錯誤；B、光電效應(yīng)實驗說明了光具有粒子性的，故B錯誤；C、電子束通過鋁箔時的衍射圖樣證實了電子具有波動性，故C錯誤；D、發(fā)現(xiàn)少數(shù)粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，說明原子的質(zhì)量絕大部分集中在很小空間范圍，故D正確。故選D?！究键c】光電效應(yīng)；粒子散射實驗9下列描繪兩種溫度下黑體輻射強度與波長關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實驗規(guī)律的是（ ）【答案】ABD、黑體輻射以電磁輻射的形式向外輻射能量，溫度越高，輻射越強越大，故BD錯誤；AC、黑體輻射的波長分布情況也隨溫度而變，如溫度較低時，主要以不可見的紅外光進行輻射，在500以至更高的溫度時，則順次發(fā)射可見光以至紫外輻射，即溫度越高，輻射的電磁波的波長越短，故C錯誤A正確故選A?！究键c】黑體輻射10原子核聚變可望給人類未來提供豐富的潔凈能源。當(dāng)氘等離子體被加熱到適當(dāng)高溫時，氘核參與的幾種聚變反應(yīng)可能發(fā)生，放出能量。這幾種反應(yīng)總的效果可以表示為由平衡條件可知（ ）Ak=1 d=4 Bk=2 d=2 Ck=1 d=6 Dk=2 d=3【答案】B在核反應(yīng)的過程由質(zhì)量數(shù)守恒可得6×2=4k+d+2×1根據(jù)核電荷數(shù)守恒可得6×12k+d聯(lián)立兩式解得k=2，d=2。故選B?！究键c】輕核的聚變11一個235 92U原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng)，其裂變方程為235 92U + 1 0n X + 94 38Sr + 2 1 0n，則下列說法正確的是（ ）A新核X中含有54個質(zhì)子B反應(yīng)后的核廢料已不具有放射性，不需要進一步處理C因為裂變釋放能量，根據(jù)E=mc2，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加 D因為裂變釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)減少【答案】AA、設(shè)X的原子核中含有x個質(zhì)子，質(zhì)量數(shù)為y，根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒有：92=x+38，235+1=y+94+2，解得x=54，y=140，所以X的中子數(shù)為：y-x=86，故A正確；B、反應(yīng)后的核廢料仍具有放射性，需要進一步處理，故B錯誤；C、裂變反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)不會增加，裂變過程存在質(zhì)量有虧損，質(zhì)量不守恒，故C錯誤；D、因為裂變釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以裂變后的總質(zhì)量減少，但是總質(zhì)量數(shù)不變，故D錯誤。故選A?！究键c】愛因斯坦質(zhì)能方程；裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)12. 在衍射技術(shù)中，常利用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu)，因為熱中子的德布羅意波長與晶體中原子間距相近。已知中子質(zhì)量，普朗克常量，試估算德布羅意波長的熱中子動能的數(shù)量級為（ ）AJ    BJ    CJ   DJ【答案】C由德布羅意波公式得而，則所以，因此熱中子的動能的數(shù)量級。故選C?！究键c】物質(zhì)波二、本題共8小題，每小題4分，共32分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項正確。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分。13.下列屬于原子核裂變鏈式反應(yīng)的是（ ）A原子彈爆炸 B氫彈爆炸 C核電站發(fā)電 D太陽能輻射【答案】ACA、如果原子核的鏈式反應(yīng)在可控的核反應(yīng)堆中進行，就可和平利用核能發(fā)電，若不加控制，就會發(fā)生原子彈爆炸，故A正確；B、氫彈爆炸是利用核聚變釋放能量的原理制成的，故B錯誤；C、核電站是利用原子核的鏈式反應(yīng)在可控制的核反應(yīng)堆中進行，故C正確；D、太陽能輻射是以熱傳遞的形式傳遞熱量，故D錯誤。故選AC?！究键c】裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)14能源是社會發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一，下列釋放核能的反應(yīng)方程，表述正確的有（ ）A是核聚變反應(yīng)B是衰變C是核裂變反應(yīng)D是衰變【答案】ACA、核聚變的過程與核裂變相反，是幾個原子核聚合成一個原子核的過程，氫原子核聚變?yōu)楹ぴ雍?，故A正確；B、衰變放出的是電子，而這里是中子故B錯誤；C、核裂變是一個原子核分裂成幾個原子核的變化，質(zhì)量非常大的原子核才能發(fā)生核裂變，故C正確；D、衰變放出的是核原子核，這是裂變反應(yīng)，故D錯誤。故選AC。【考點】裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)；15放射性同位素發(fā)出的射線在科研、醫(yī)療、生產(chǎn)等諸多方面得到了廣泛的應(yīng)用，下列有關(guān)放射性同位素的應(yīng)用說法正確的是 （ ）A給人注射碘的放射性同位素碘131，有助于診斷甲狀腺的疾病B利用射線照射種子，會使種子的遺傳基因發(fā)生變異，經(jīng)過篩選，從而培育出新的優(yōu)良品種C用放射線照射作物種子能使其DNA發(fā)生變異，其結(jié)果一定是成為更優(yōu)秀的品種D用射線治療腫瘤時一定要嚴格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的危害【答案】ABDA、給人注射碘的放射性同位素碘131，做示蹤原子，有助于診斷甲狀腺的疾病，故A正確；B、利用射線照射種子，會使種子的遺傳基因發(fā)生變異，可以培育出新的優(yōu)良品種，故B正確；C、DNA變異并不一定都是有益的，也有時發(fā)生變害的一面，故C錯誤；D、射線對人體細胞傷害太大，在用于治療腫瘤時要嚴格控制劑量，故D正確。故選ABD?！究键c】X射線、射線、射線、射線及其特性16有些含有鈾、釷的花崗巖等巖石會釋放出放射性氣體氡，而氡會發(fā)生放射性衰變，放出、射線，下列說法正確的是（ ）A采用物理或化學(xué)方法可以有效地改變放射性元素的半衰期B衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子而產(chǎn)生的C射線的穿透能力最強，射線的電離能力最強D氡的半衰期為3.8天，若取4個氡原子核，經(jīng)7.6天后就一定剩下一個原子核【答案】BCA、半衰期的大小由原子核內(nèi)部因素決定，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，與外界因素?zé)o關(guān)故A錯誤；B、衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的，故B正確；C、射線一般伴隨或射線產(chǎn)生，三種射線中，射線的穿透能力最強，電離能力最弱射線的電離能力最強，故C正確；D、半衰期對大量的原子核適用，對幾個原子核不適用故D錯誤。故選BC。【考點】原子核衰變及半衰期、衰變速度；X射線、射線、射線、射線及其特性17某放射性元素的原子核發(fā)生兩次衰變和六次衰變，關(guān)于它的原子核的變化，下列說法中正確的是（ ）A核子數(shù)減小8               B質(zhì)子數(shù)減小2 C質(zhì)子數(shù)增加2  D中子數(shù)減小10【答案】CD設(shè)該原子核的質(zhì)量數(shù)（核子數(shù)）為m，電荷數(shù)（質(zhì)子數(shù)）為n，衰變后的質(zhì)量數(shù)為x，電荷數(shù)為y，則有：m=x+8；n=-6+4+y由此可知衰變后核子數(shù)減小8，質(zhì)子數(shù)增加2，中子數(shù)減小10，故CD正確。故選CD?！究键c】原子核衰變及半衰期、衰變速度18如圖為氫原子能級的示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級躍遷時輻射出若干不同頻率的光。關(guān)于這些光下列說法正確的是（ ）A由n=4能級躍遷到n=l能級產(chǎn)生的光子能量最大B由n=2能級躍遷到n=1能級產(chǎn)生的光子頻率最小C這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光 D用n=2能級躍遷到n=l能級輻射出的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng) 【答案】ADA、根據(jù)，由n=4能級躍到n=1能級產(chǎn)生的光子能量最大，故A正確；B、由n=4能級躍遷到n=3能級產(chǎn)生的光子頻率最小，故B錯誤；C、大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài)，可能發(fā)出光子頻率的種數(shù)，故C錯誤；D、n=2能級躍遷到n=1能級輻射出的光子能量，大于逸出功，能發(fā)生光電效應(yīng)，故D正確。故選AD?！究键c】氫原子的能級公式和躍遷19用同一光電管研究、兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng)，得到光 電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖。則這兩種光的說法正確的有（ ）A用光照射該光電管時逸出的光電子最大初動能大B單位時間內(nèi)光照射到光電管上的光子數(shù)少C光的光子頻率大于光的光子頻率D光的遏止電壓小于光的遏止電壓【答案】ADA、由光電效應(yīng)方程，由題圖可得b光照射光電管時反向截止電壓大，使其逸出的光電子最大初動能大，故A正確；B、由圖可知，a光的光強大于b光，則單位時間內(nèi)a光照射到光電管上的光子數(shù)多，故B錯誤；C、由A的分析可得b光照射光電管時反向截止電壓大，使其逸出的光電子最大初動能大，所以b的頻率大，故C錯誤；D、由圖可得，b光照射光電管時反向截止電壓大，故D正確。故選AD?！究键c】光電效應(yīng)20如圖是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek與入射光頻率的關(guān)系圖象。由圖象可知( )A該金屬的截止頻率等于0B該金屬的逸出功等于h0C入射光的頻率為20時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為ED入射光的頻率為0/2時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為E/2【答案】ABA、根據(jù)得，金屬的截止頻率等于0，故A正確； B、縱軸截距的絕對值等于金屬的逸出功，逸出功等于E，則，故B正確；C、根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，入射光的頻率變?yōu)樵瓉淼?倍，由于逸出功不變，最大初動能大于原來的2倍，故C錯誤；D、入射光的頻率時，小于極限頻率，不能發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯誤。故選AB?！究键c】光電效應(yīng)三、本題共3小題，共18分。請把答案填在答題紙相應(yīng)的橫線上或按題目要求作答。21在光電效應(yīng)實驗中，某金屬的截止頻率為0，該金屬的逸出功為 。若用頻率為（0）的單色光做該實驗，則其遏止電壓為 。（已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為、和）【答案】 金屬的逸出功根據(jù)光電效應(yīng)方程知：，又，則遏止電壓。【考點】光電效應(yīng)22如圖所示為氫原子的能級圖。用光子能量為12.09eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，可能觀測到氫原子發(fā)射的不同波長的光有 種，其中最短波長為 。(已知普朗克常量，1eV=1.6×10-19J)（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）【答案】3種 氫原子的能量為，知氫原子躍遷到第3能級，根據(jù)知，可能觀測到氫原子發(fā)射的不同波長的光有3種；從第5能級躍遷到第1能級輻射的光子能量最大，波長最短，則解得?！究键c】氫原子的能級公式和躍遷23在某些恒星內(nèi)部，3個粒子可以結(jié)合成一個12 6C核，已知12 6C 核的質(zhì)量為1.99302×10-26kg，粒子的質(zhì)量為6.64672×10-27kg，真空中光速c=3×108m/s，這個核反應(yīng)方程是                ，這個反應(yīng)中釋放的核能為           。（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）【答案】 3個粒子可以結(jié)合成一個核，這個核反應(yīng)方程是由質(zhì)能方程得?！究键c】愛因斯坦質(zhì)能方程；裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)三、本題共4小題，共52分。解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。24水平面上質(zhì)量m=2kg的滑塊A以v=3m/s的速度碰撞質(zhì)量為4kg的靜止滑塊B，問：（1）碰撞前它們的總動量為多少？（2）如果碰撞后AB合在一起，它們一起運動的速度為多少？（3）如果碰撞后A以1m/s的速度彈回，則碰撞后滑塊B的速度為多少？【答案】 （1）碰撞前物體的總動量：；（2）碰撞過程動量守恒，以A的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：，解得：；（3）碰撞過程動量守恒，以A的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：，解得：。【考點】動量守恒定律25.人眼對綠光最為敏感，正常人眼睛接收到波長為5.3×10-7m的綠光時，每秒內(nèi)只要有6個綠光光子射入瞳孔即可引起視覺。已知普朗克常量h6.63×10-34J·s,真空中光速c=3.0×108m/s,求：（1）綠光光子的能量為多少？(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)（2）若用此綠光照射逸出功為3.6×10-19J的某金屬，則產(chǎn)生的光電子的最大初動能為多少？(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)（3）功率為100W綠燈泡每秒鐘發(fā)出綠光光子數(shù)是多少？(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)【答案】 （1）綠光光子能量；（2）根據(jù)愛因斯坦光電方程；所以；（3）燈泡在1秒內(nèi)輻射能量為，則每秒鐘輻射光子數(shù)為?！究键c】光電效應(yīng)26. 核聚變能是一種具有經(jīng)濟性能優(yōu)越、安全可靠、無環(huán)境污染等優(yōu)勢的新能源。近年來，受控核聚變的科學(xué)可行性已得到驗證，目前正在突破關(guān)鍵技術(shù)，最終將建成商用核聚變電站。一種常見的核聚變反應(yīng)是由氫的同位素氘（又叫重氫）和氚（又叫超重氫）聚合成氦，并釋放一個中子。若已知氘原子的質(zhì)量為2.0141u，氚原子的質(zhì)量為3.0160u，氦原子的質(zhì)量為4.0026u，中子的質(zhì)量為1.0087u, 1u=1.66×1027kg。（1）寫出氘和氚聚合的反應(yīng)方程；（2）試計算這個核反應(yīng)釋放出來的能量；（3）若建一座功率為3.0×105kW的核聚變電站，假設(shè)聚變所產(chǎn)生的能量有一半變成了電能，每年要消耗多少氘的質(zhì)量？（一年按3.2×107s計算，光速c=3.0×108m/s，結(jié)果取二位有效數(shù)字）【答案】 （1）根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得；（2）根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程得（3）設(shè)每年消耗氘的質(zhì)量為m，根據(jù)能量守恒定律得代入數(shù)據(jù)解得m=23kg?！究键c】愛因斯坦質(zhì)能方程；能量守恒定律27如圖所示，有界勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，區(qū)域足夠大，方向垂直于紙面向里，直角坐標系xoy的y軸為磁場的左邊界，A為固定在x軸上的一個放射源，內(nèi)裝鐳核（）沿著與+x以一定夾角釋放一個粒子后衰變成氡核（）。粒子在y軸上的N點沿方向飛離磁場，N點到O點的距離為，已知OA間距離為，粒子質(zhì)量為，電荷量為q，氡核的質(zhì)量為，真空中的光速為c。（1）寫出鐳核的衰變方程；（2）求粒子的速度；（3）如果鐳核衰變時釋放的能量全部變?yōu)榱Ｗ雍碗焙说膭幽?，求一個原來靜止的鐳核衰變時的質(zhì)量虧損。(用題中已知量表示)【答案】 （1）鐳核衰變方程為（2）鐳核衰變放出粒子和氡核，分別在磁場中做勻速圓周運動，粒子射出y軸時平行于x軸，設(shè)粒子在磁場中的軌道半徑為R，其圓心位置如圖中O點，有，則粒子在磁場中做勻速圓周運動，有，即，粒子的動能為所以粒子的速度：（3）所以衰變過程中動量守恒，則氡核反沖的動能為釋放的總能量：，由質(zhì)能方程知質(zhì)量虧損：?！究键c】衰變；帶電粒子在勻強磁場中的運動參考答案1D 2B 3C 4C 5B 6D 7C 8D 9A 10B 11A 12. C13.AC 14AC 15ABD 16BC 17CD 18AD 19AD 20AB21 223種 23 24（1）碰撞前物體的總動量：；（2）碰撞過程動量守恒，以A的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：，解得：；（3）碰撞過程動量守恒，以A的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：，解得：。25.（1）綠光光子能量；（2）根據(jù)愛因斯坦光電方程；所以；（3）燈泡在1秒內(nèi)輻射能量為，則每秒鐘輻射光子數(shù)為。26. （1）根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得；（2）根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程得（3）設(shè)每年消耗氘的質(zhì)量為m，根據(jù)能量守恒定律得代入數(shù)據(jù)解得m=23kg。27（1）鐳核衰變方程為（2）鐳核衰變放出粒子和氡核，分別在磁場中做勻速圓周運動，粒子射出y軸時平行于x軸，設(shè)粒子在磁場中的軌道半徑為R，其圓心位置如圖中O點，有，則粒子在磁場中做勻速圓周運動，有，即，粒子的動能為所以粒子的速度：（3）所以衰變過程中動量守恒，則氡核反沖的動能為釋放的總能量：，由質(zhì)能方程知質(zhì)量虧損：。17